Niche constraints drive differences between mycorrhizal fungal guilds in future range shifts

Sob nossos pés, no solo escuro de florestas, campos e jardins, vive uma vasta e invisível rede de fungos. Estes não são os cogumelos que vemos surgir após uma chuva, mas organismos filamentosos que formam parcerias íntimas com as raízes das plantas. Os cientistas chamam-nos de fungos micorrízicos. Eles atuam como uma extensão do sistema radicular da planta, estendendo-se para coletar água e nutrientes que a planta não consegue acessar por conta própria. Em troca, a planta alimenta os fungos com açúcares produzidos pela luz solar. Essa troca é tão fundamental que ocorre em noventa por cento de todas as espécies de plantas na Terra, tornando esses fungos engenheiros essenciais do ecossistema global. Eles ajudam a regular quanto carbono o planeta armazena e como os nutrientes circulam pelo solo. No entanto, apesar de sua importância, sabemos muito pouco sobre onde esses fungos vivem, quanto território cobrem ou como responderão conforme o mundo aquece.

Um novo estudo começou a preencher essa enorme lacuna em nosso conhecimento, mapeando os lares de centenas desses parceiros fúngicos. Pesquisadores reuniram uma quantidade impressionante de dados — mais de 115.000 amostras de DNA fúngico coletadas de solos e raízes em todo o mundo. Usando esses dados, criaram um atlas detalhado de onde 651 tipos comuns desses fungos existem atualmente. Eles então usaram modelos computacionais para prever como essas áreas de vida mudarão conforme o clima se desloca ao longo do próximo século. O trabalho revela que nem todos os fungos são construídos da mesma forma. Alguns são generalistas, confortáveis em uma ampla variedade de condições, enquanto outros são especialistas, prosperando apenas em ambientes muito específicos. Essa diferença de flexibilidade determinará quais fungos sobreviverão às mudanças à frente e quais lutarão para encontrar um lugar para viver.

Os pesquisadores focaram em dois grupos principais desses fungos. O primeiro grupo, conhecido como fungos micorrízicos arbusculares, é uma linhagem antiga que faz parceria com uma vasta gama de plantas, desde gramíneas até árvores tropicais. O segundo grupo, chamado de fungos ectomicorrízicos, é mais diverso e tende a se associar a árvores como pinheiros, carvalhos e bétulas. Ao analisar as condições ambientais onde cada tipo foi encontrado, a equipe descobriu que esses dois grupos ocupam mundos muito diferentes. Os fungos arbusculares são os andarilhos do solo; eles são encontrados em uma gama muito mais ampla de temperaturas, padrões de chuva e tipos de solo. Eles podem viver em florestas tropicais quentes e úmidas, bem como em regiões mais secas e frias. Em contraste, os fungos ectomicorrízicos são mais exigentes. Eles tendem a se agrupar em biomas mais frios e secos, como as florestas boreais do norte e zonas temperadas frias. Seus lares são mais restritos e eles são menos capazes de tolerar um amplo espectro de condições ambientais.

Essa diferença de flexibilidade estende-se ao que impulsiona sua presença em um local específico. Para os fungos ectomicorrízicos, o clima é a força dominante. Temperatura e padrões de chuva são as chaves primárias que desbloqueiam onde eles podem crescer. Sua existência está intimamente ligada ao clima. Os fungos arbusculares, contudo, são influenciados por uma mistura mais complexa de fatores. Embora o clima importe para eles, sua distribuição também é fortemente moldada pelo solo local, pelo tipo de plantas que crescem acima do solo e até mesmo pela atividade humana, como queimadas ou uso da terra. Eles são menos dependentes do clima amplo e mais responsivos aos detalhes imediatos de seu próprio bairro. Isso sugere que os fungos arbusculares possuem um "nicho" mais amplo, termo que os cientistas usam para descrever a gama completa de condições que uma espécie pode tolerar. Os fungos arbusculares conseguem lidar com uma variedade muito maior de situações do que seus equivalentes ectomicorrízicos.

O estudo então olhou para o futuro, usando cenários climáticos futuros para ver como essas áreas poderiam mudar. Os modelos preveem uma tendência sombria: o espaço de vida adequado para esses fungos diminuirá para quase todos eles. Sob um cenário de altas emissões, onde os níveis de gases de efeito estufa continuam a subir sem controle, a área total onde esses fungos podem sobreviver é projetada para diminuir quase quatorze por cento. Isso equivale a uma perda de aproximadamente 2,2 milhões de quilômetros quadrados de habitat. Essa perda não é compartilhada igualmente entre os dois grupos. Espera-se que os fungos ectomicorrízicos, com seus nichos mais estreitos e dependentes do clima, sofram mais. Suas áreas adequadas de vida devem contrair cerca de vinte e seis por cento em média. Os fungos arbusculares, com sua tolerância mais ampla, também perderão terreno, mas suas áreas devem encolher por uma margem menor, em torno de sete por cento.

Os pesquisadores descobriram que os fungos com os nichos menores e mais específicos são os mais vulneráveis a essas mudanças. Para o grupo ectomicorrízico, há uma ligação clara: quanto mais limitadas forem as preferências ambientais de um fungo, mais provável é que sua área de vida desapareça conforme o clima muda. Esse relacionamento não foi tão claro para os fungos arbusculares, cuja ampla adaptabilidade parece protegê-los contra os piores efeitos, pelo menos nestas simulações. O estudo também destacou que, mesmo dentro do mesmo grupo de fungos, há uma enorme variação. Algumas espécies do mesmo gênero podem perder quase todo o seu habitat, enquanto outras da mesma família podem, na verdade, ganhar terreno ou permanecer estáveis. Isso significa que o futuro da biodiversidade fúngica não será um declínio uniforme, mas uma reorganização complexa onde alguns especialistas desaparecem e generalistas persistem.

Essas descobertas oferecem uma linha de base crítica para entender o futuro da vida subterrânea de nosso planeta. Como esses fungos estão tão profundamente ligados à saúde das florestas e ao ciclo de carbono, seu declínio pode ter efeitos em cascata que alcançam muito além do solo. Se os fungos que ajudam as árvores a absorver nutrientes desaparecerem, as próprias árvores podem ter dificuldade para sobreviver, potencialmente alterando a forma como as florestas armazenam carbono e respondem à seca. O estudo não afirma ter resolvido o mistério da distribuição fúngica, nem leva em conta todos os fatores, como a velocidade com que os fungos podem se mover para novas áreas ou como podem se adaptar evolutivamente. No entanto, ao mapear os lares atuais desses organismos e modelar seu futuro, os pesquisadores forneceram um aviso claro. O mundo está mudando mais rápido do que alguns de seus parceiros subterrâneos mais importantes conseguem acompanhar, e as consequências de perder esses fungos especializados poderiam remodelar os ecossistemas dos quais dependemos.